JP4777047B2 - 成形同時加飾シートおよび成形同時加飾成形品の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ、自動車用機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータ用モニタ、紙のように軽くて薄く柔軟性に富む表示用電子装置である電子ペーパー、テレビなどの各種ディスプレイ、屋外掲示用電子機器などの各種電子機器、電子機器以外の各種表示部材などに用いる成形同時加飾シートおよび成形同時加飾成形品の製造方法に関する。

従来、金属薄膜層を有する成形同時加飾シートは、基体シート上に絵柄層、厚みが５０〜１２００Åのアルミニウムからなる金属薄膜層、接着層が積層された成形同時加飾シートが一般的であって、絵柄層や接着層の材質は主に塩化ビニル系樹脂あるいは塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体系樹脂からなる場合が多い（特許文献１参照）。

特開２００４−３１４６１１号公報

しかし、アルミニウムで形成された金属薄膜層の場合、金属薄膜層が均一であるため、成形同時加飾シートを絞りの深い形状で三次元加工すると、クラックが生じる問題があった。また、金属薄膜層が均一であれば電波を遮断するため、電波障害を引き起こす問題もあった。このため、電波を飛ばして通信する電子機器の場合には、別途、アンテナなどを設置しなければならない問題があった。

そこで、最近では、蒸着膜が島状に形成される金属、具体的にはインジウムやスズを用いて金属薄膜層を形成した成形同時加飾シートが登場してきている。金属薄膜層が島状に形成されると島と島の間隙から電波を透過させることができ、また間隙の部分がクッションの役割を果たしクラックが生じにくくなるためである。

しかし、金属薄膜層が島状に形成される場合、表面積が均一な膜に比べて大きくなり接着層と接する面積が多くなる。その結果、接着層に含まれる塩化ビニル系樹脂から遊離した塩素成分により金属薄膜層が腐食され金属光沢の低下、変色、透けなどの問題が発生していた。とくに、金属薄膜層の厚みが６００Å以下であれば、極めて短時間で腐食の問題が発生していた。そこで、本発明は、上記のような欠点を解消した成形同時加飾シートとそれを用いた成形同時加飾成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明では次のように構成した。すなわち本発明は、少なくとも基体シート上に絵柄層、金属薄膜層、接着層が形成された成形同時加飾シートであって、前記金属薄膜層が島状構造からなり、島と島との平均間隙が４０Å〜６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åであり、前記接着層が非塩化ビニル系樹脂からなり、前記非塩化ビニル系樹脂がウレタン系樹脂・ブチラール系樹脂のいずれからなることを特徴とする成形同時加飾シートである。

また本発明は、前記金属薄膜層と前記接着層との間に後アンカー層が形成され、該後アンカー層が非塩化ビニル系樹脂からなることを特徴とする成形同時加飾シートである。

また本発明は、前記金属薄膜層の材質が、インジウムまたはスズであることを特徴とする成形同時加飾シートである。

また本発明は、前記成形同時加飾シートの基体シート側をＡ金型面に接するように設置し、接着層側をＢ金型のキャビティ面に基体シートが接するように設置し、Ａ金型とＢ金型とを型締めし、Ａ金型とＢ金型とにより形成された成形空間部に透明な溶融樹脂を射出し、冷却固化させた後、前記成形同時加飾シートと透明な樹脂基材を一体化して成形同時加飾成形品を得ることを特徴とする成形同時加飾成形品の製造方法である。

この発明の成形同時加飾シートは、接着層が非塩化ビニル系樹脂からなることを特徴とするため、優れた腐食耐性が得られる効果がある。とくに、金属薄膜層が島状構造からなり、島と島との平均間隙が４０Å〜６０００Åであって、厚みが６００Å以下で形成される場合であれば、その効果が顕著に現れる。

また、この発明の成形同時加飾シートを用いて得られる成形同時加飾成形品は、優れた腐食耐性が得られる効果がある。

図面を参照しながらこの発明の最良の形態について詳しく説明する。図１は、この発明の成形同時加飾シートの一実施例を示す断面図である。図２は、この発明の成形同時加飾シートの別の一実施例を示す断面図である。図３は、この発明の成形同時加飾成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。

図中、１は成形同時加飾シート、２は基体シート、３は剥離層、４は絵柄層、５は前アンカー層、６は金属薄膜層、７は後アンカー層、８は接着層、９は成形用金型、１０は成形同時加飾成形品、１１は離型層、１２は成形樹脂、１３は転写層である。

まず、この発明の成形同時加飾シート１の説明をする。該成形同時加飾シート１は、少なくとも基体シート２上に絵柄層４、金属薄膜層６、接着層８が形成された成形同時加飾シートであって、前記金属薄膜層６が島状構造からなり、島と島との平均間隙が４０Å〜６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åであり、前記接着層８が非塩化ビニル系樹脂からなることを特徴とするシートであり、成形同時加飾成形後は成形樹脂１２の表面上に成形同時加飾シート１が形成される（図１参照）。

あるいは、基体シート２と絵柄層４の間に離型層１１、剥離層３を設けて、成形同時加飾成形後は基体シート２を離型層１１と剥離層３の界面から剥離させ、成形樹脂１２の表面上に剥離層３、絵柄層４、金属薄膜層６、接着層８等のみの転写層１３を形成してもよい（図２参照）。なお、金属薄膜層６と絵柄層４、接着層８との密着が悪い場合には、前アンカー層５や後アンカー層７を設けてもよい（図１、図２参照）

金属薄膜層６は島状構造からなり、島と島との平均間隙が４０Å〜６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åであるものを適用する。島と島との平均間隙が４０Å未満であればクラックが生じやすく電波を遮断して電波障害を引き起こす問題があり、島と島との平均間隙が６０００Åを超えた場合や厚みが５０Å未満である場合ば金属調の光沢が得られない問題がある。また、厚みが６００Åを超えた場合は金属薄膜層６が剥がれやすく金属薄膜層６の側面から腐食が起こりやすい問題があった。

上記の島と島との平均間隙が６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åである金属薄膜層６を形成するには、金属薄膜層６の材質としてインジウム・スズ・亜鉛などを用いるとよい。金属薄膜層６を形成する方法としては、真空蒸着・スパッタリング・イオンプレーティングなどの方法がある。

しかし、島と島との平均間隙が６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åであるように金属薄膜層６を形成したとしても、金属薄膜層６と接する絵柄層４や接着層８、あるいは前アンカー層５や後アンカー層７が非塩化ビニル系樹脂から形成されていないと、これらの層から遊離する塩素成分が金属薄膜層６を腐食することがある。したがって、これらの層が非塩化ビニル系樹脂から形成されていることが重要となる。

非塩化ビニル系樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂、ポリエチレン系樹脂などがあるが、金属薄膜層６との接着性を考慮するとウレタン系樹脂・アクリル系樹脂・ブチラール系樹脂・ポリアミド系樹脂のいずれかから選択するのが好ましい。

絵柄層４は、成形樹脂１２の表面を装飾するための層である。絵柄層４の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法などを用いるとよい。絵柄層４は、透明窓となる箇所を除くパターンで、枠形状や文字形状となるように部分的に設けるのが通常である。

接着層８としては、成形樹脂１２の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。成形樹脂１２の材質がアクリル系樹脂の場合はウレタン系樹脂・アクリル系樹脂を用いるとよい。また、成形樹脂１２の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよい。接着層８の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

以上に述べたような構成の成形同時加飾シート１を用い、成形同時加飾成形法を利用して成形同時加飾成形品１０を容易に得ることができる。

次に、前記した成形同時加飾シート１を用い、射出成形による成形同時加飾成形法について説明する。

上記成形同時加飾成形法においては、まず、成形用金型９内に成形同時加飾シート１を送り込む。その際、枚葉の成形同時加飾シート１を１枚ずつ送り込んでもよいし、長尺の成形同時加飾シート１の必要部分を間欠的に送り込んでもよい。長尺の成形同時加飾シート１を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、成形同時加飾シート１の絵柄層４と成形用金型９との見当が一致するようにするとよい。また、成形同時加飾シート１を間欠的に送り込む際に、成形同時加飾シート１の位置をセンサーで検出した後に成形同時加飾シート１を可動型と固定型とで固定するようにすれば、常に同じ位置で成形同時加飾シート１を固定することができ、絵柄層４の位置ずれが生じないので便利である。

成形用金型９を閉じた後、ゲートから成形樹脂１２を成形用金型９内に射出充満させ、被転写物を形成するのと同時にその面に成形同時加飾シート１を接着させる。

成形用金型９の材質としては、構造用圧延鋼、機械構造用炭素鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度鋼、高炭素クロム鋼、軸受鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロムモリブデン鋼、アルミニウムクロムモリブデン鋼などを用いることができる。成形用金型１０は、フライス加工法、コールドホビング法、ショウプロセス法、圧力鋳造法、電鋳法、放電加工法、腐蝕加工法、ＮＣ加工法などの加工方法により形成することができ、ヤスリ目落し、ペーパ、エメリ粉、スチールウール、ゴム砥石、フェルトバフなどを用いて表面を磨くことによって所定の表面粗さに仕上げ加工することができる。

成形樹脂１２としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂や、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を使用することもできる。

成形同時加飾成形品１０の形状は、全体が平板状のものであっても、二次元あるいは三次元の曲面を有するものであってもよい。

被転写物である樹脂成形品を冷却した後、成形用金型９を開いて成形同時加飾成形品１０を取り出す。最後に、成形同時加飾シート１の基体シート２を剥離して、転写層１３のみを成形樹脂１２表面に設けることもできる。

厚さ３８μｍポリエステルフィルムを基体シートとし、その上にアクリル系樹脂からなる剥離層を形成し、その上にアクリル系樹脂からなる絵柄層を形成し、その上にアクリル−ウレタン系樹脂からなる前アンカー層を形成した。次に、前アンカー層表面に島と島との平均間隙が１０〜７０００Åであって、厚みが２０〜８００Åのインジウムからなる金属薄膜層を真空蒸着法にて形成した。

ついで、金属薄膜層表面にウレタン系樹脂からなる接着層を形成し、成形同時加飾シートを得、該成形同時加飾シートを成形用金型内に載置し、金型を閉じ、アクリル系成形樹脂を射出し、冷却した後、成形用金型を開いて成形同時加飾成形品を取り出した。最後に、成形同時加飾シートの基体シートを剥離して、転写層のみをアクリル系成形樹脂表面に設けた。

このようにして得られた成形同時加飾成形品を６０℃９５％の高温高湿下で放置したところ、島と島との平均間隙が４０〜７０００Åであって、厚みが３０〜６００Åの場合には非常に優れた腐食耐性を示したものであった（表１参照）。

しかし、接着層を塩化ビニル系樹脂にした場合には、腐食耐性は大幅に低下した。接着層および成形樹脂をいろいろ変えてテストしたところ、塩化ゴム系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂など塩素成分を含む接着層からなる成形同時加飾シートは塩化ビニル系樹脂と同様の腐食耐性の顕著な低下がみられたが、前記ウレタン系樹脂のほかアクリル系樹脂・ブチラール系樹脂・ポリアミド系樹脂などは優れた腐食耐性を維持していた（表２参照）。

厚さ５０μｍポリカーボネートフィルムを基体シートとし、その上にアクリル系樹脂からなる絵柄層を形成し、その上にアクリル−ウレタン系樹脂からなる前アンカー層を形成した。次に、前アンカー層表面に島と島との平均間隙が１０〜６０００Åであって、厚みが２０〜８００Åのスズからなる金属薄膜層を真空蒸着法にて形成した。

ついで、金属薄膜層表面にウレタン系樹脂からなる後アンカー層を形成し、その上にポリアミド系樹脂からなる接着層を形成して成形同時加飾シートを得た後、該成形同時加飾シートを成形用金型内に載置し、金型を閉じ、ポリアミド系成形樹脂を射出し、冷却した後、成形用金型を開いて成形同時加飾成形品を取り出した。得られた成形同時加飾成形品は、成形同時加飾シートがポリアミド系成形樹脂表面に設けられたものであった。

このようにして得られた成形同時加飾成形品を６０℃９５％の高温高湿下で放置したところ、島と島との平均間隙が３０〜６０００Åであって、厚みが５０〜８００Åの場合には非常に優れた腐食耐性を示したものであった（表３参照）。

しかし、接着層を塩化ビニル系樹脂にした場合には、実施例１と同様に腐食耐性は大幅に低下した。そして、接着層および成形樹脂をいろいろ変えてテストしたところ、塩化ゴム系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂など塩素成分を含む接着層からなる成形同時加飾シートが塩化ビニル系樹脂と同様の腐食耐性の顕著な低下がみられることや、前記ウレタン系樹脂のほかアクリル系樹脂・ブチラール系樹脂・ポリアミド系樹脂などが優れた腐食耐性を維持することも実施例１と同様であった（表４参照）。

この発明の成形同時加飾シートの一実施例を示す断面図である。 この発明の成形同時加飾シートの別の一実施例を示す断面図である。 この発明の成形同時加飾成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ 成形同時加飾シート
２ 基体シート
３ 剥離層
４ 絵柄層
５ 前アンカー層
６ 金属箔膜層
７ 後アンカー層
８ 接着層
９ 成形用金型
１０ 成形同時加飾成形品
１１ 離型層
１２ 成形樹脂
１３ 転写層

Claims (4)

1. 少なくとも基体シート上に絵柄層、金属薄膜層、接着層が形成された成形同時加飾シートであって、前記金属薄膜層が島状構造からなり、島と島との平均間隙が４０Å〜６０００Åであって、厚みが５０〜６００Åであり、前記接着層が非塩化ビニル系樹脂からなり、前記非塩化ビニル系樹脂がウレタン系樹脂・ブチラール系樹脂のいずれからなることを特徴とする成形同時加飾シート。
2. 前記金属薄膜層と前記接着層との間に後アンカー層が形成され、該後アンカー層が非塩化ビニル系樹脂からなることを特徴とする第１項記載の成形同時加飾シート。
3. 前記金属薄膜層の材質が、インジウムまたはスズであることを特徴とする第１項〜第２項のいずれかに記載の成形同時加飾シート。
4. 前記第１項〜第３項記載の成形同時加飾シートの基体シート側をＡ金型面に接するように設置し、接着層側をＢ金型のキャビティ面に基体シートが接するように設置し、Ａ金型とＢ金型とを型締めし、Ａ金型とＢ金型とにより形成された成形空間部に透明な溶融樹脂を射出し、冷却固化させた後、前記成形同時加飾シートと透明な樹脂基材を一体化して成形同時加飾成形品を得ることを特徴とする成形同時加飾成形品の製造方法。

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